(57)【要約】【課題】  現像ロータリーを備える画像形成装置およびその画像形成方法において、スループットの低下を抑制しながら、トナー攪拌による画像品質の維持を図る。【解決手段】  両面モノクロ印刷を行うときに、１枚のシート（記録材）の第１面に転写すべき画像を形成してから（ステップＳ３０２）、その第２面に転写すべき画像を形成する（ステップＳ３０６）までの間に、必要に応じてロータリー現像ユニットの回転を行い、現像器内のトナーを攪拌する（ステップＳ３０５）。シート反転のための空き時間を有効に活用して、スループットの低下を防止することができる。【選択図】  図７
2006189622.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シート状の記録材の両面に画像を形成可能な画像形成装置において、
トナーを貯留する現像器および該現像器を保持しながら所定の回転軸中心に回転自在に構成された現像ロータリーを有し、前記トナーを用いて画像を形成する像形成手段と、
所定の転写位置に前記記録材の第１面を搬送して前記像形成手段により形成された第１の画像を転写した後に、当該記録材の第２面を前記転写位置に搬送して前記像形成手段により形成された第２の画像を転写する搬送手段と、
前記現像ロータリーの回転を制御する制御手段と
を備え、
前記制御手段は、前記像形成手段が前記第１の画像の形成を終了してから前記第２の画像の形成を開始するまでの間に、前記現像ロータリーを回転させて前記現像器内のトナーを攪拌する攪拌動作を実行する
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
複数枚の前記記録材それぞれの両面に画像を形成するときには、
前記搬送手段は、第１の記録材の第１面、第１の記録材の第２面、第２の記録材の第１面、第２の記録材の第２面をこの順序で前記転写位置に送り込む一方、
前記像形成手段は、第１の記録材の第１面、第１の記録材の第２面、第２の記録材の第１面、第２の記録材の第２面に転写すべき画像をこの順序で形成する請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記第１の記録材の前記第２面に転写すべき画像の形成が終了してから前記第２の記録材の前記第１面に転写すべき画像の形成が開始されるまでの時間が、前記第１の記録材の前記第１面に転写すべき画像の形成が終了してから前記第１の記録材の前記第２面に転写すべき画像の形成が開始されるまでの時間よりも短くなるように、前記像形成手段の動作シーケンスが定められた請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記現像器が、その内部にトナーを攪拌するためのオーガを設けないオーガレス構造となっている請求項１ないし３のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記像形成手段による画像形成枚数が所定枚数に達したときに、前記攪拌動作を実行する請求項１ないし４のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記像形成手段が、複数枚の前記記録材それぞれの両面への画像を形成するジョブを実行するときには、
前記制御手段は、前記像形成手段が当該ジョブにおける最後の１枚の記録材の第１面に転写すべき画像の形成を終了してから該記録材の第２面に転写すべき画像の形成を開始するまでの間に、前記攪拌動作を実行する請求項１ないし４のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記像形成手段は、互いにトナー色の異なる複数の前記現像器を前記現像ロータリーに装着し、前記現像ロータリーの回転により前記複数の現像器を切り替えながら複数のトナー色によるカラー画像を形成するカラー画像形成モードと、少なくとも１つの前記現像器を前記現像ロータリーに装着して当該現像器に貯留されたトナーによるモノクロ画像を形成するモノクロ画像形成モードとを実行可能に構成され、
前記制御手段は、前記カラー画像形成モードの実行中には前記攪拌動作を実行しない一方、前記モノクロ画像形成モードの実行中には、必要に応じて前記攪拌動作を実行する
請求項１ないし６のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項８】
トナーを貯留する現像器および該現像器を保持しながら所定の回転軸中心に回転自在に構成された現像ロータリーを用いて、シート状の記録材の両面に前記トナーを用いた画像を形成する画像形成方法において、
前記記録材の第１面に転写すべき第１の画像を形成する工程と、
前記現像ロータリーを回転させて前記現像器内のトナーを攪拌する工程と、
前記記録材の第２面に転写すべき第２の画像を形成する工程と、
前記記録材の第１面を所定の転写位置に搬送して前記第１の画像を転写した後に、前記記録材の第２面を前記転写位置に搬送して前記第２の画像を転写する工程と
を備えることを特徴とする画像形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、トナーを貯留した現像器を保持しながら回転自在に構成された現像ロータリーを備え、記録材の両面に画像を形成することのできる画像形成装置およびその画像形成方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
トナーを貯留した現像器を保持し、所定の回転軸中心に回転自在に構成された現像ロータリーを備える画像形成装置においては、所定のタイミングで現像ロータリーを回転させることで現像器内のトナーを攪拌する技術が提案されている。例えば、特許文献１に記載の画像形成装置では、画像形成枚数が一定枚数に達したときに現像ロータリーの回転を行い、これによって現像器内のトナーを攪拌することで、トナーの偏りに起因する画像品質の低下を防止している。
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−３５１１８８号公報（図４）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
現像ロータリーを備える画像形成装置では、現像ロータリーを回転させている間は、画像形成動作を行うことができない。そのため、上記従来技術において多数の画像を連続的に形成する場合、一時的に画像形成動作を中断させる必要があり、画像形成のスループットが低下するという問題があった。
【０００５】
そこで、この種の画像形成装置においては、現像ロータリーの回転によるトナー攪拌動作の実行タイミングを適宜に設定することによって、トナー攪拌による画像品質の維持と、画像形成のスループット向上との両立が望まれる。しかしながら、上記従来技術においてはこの点につき検討がなされていなかった。
【０００６】
この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、現像ロータリーを備える画像形成装置およびその画像形成方法において、スループットの低下を抑制しながら、トナー攪拌による画像品質の維持を図ることのできる技術を提供することを第１の目的とする。また、装置の小型化を可能にすることを第２の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明は、シート状の記録材の両面に画像を形成可能な画像形成装置において、上記第１の目的を達成するため、トナーを貯留する現像器および該現像器を保持しながら所定の回転軸中心に回転自在に構成された現像ロータリーを有し、前記トナーを用いて画像を形成する像形成手段と、所定の転写位置に前記記録材の第１面を搬送して前記像形成手段により形成された第１の画像を転写した後に、当該記録材の第２面を前記転写位置に搬送して前記像形成手段により形成された第２の画像を転写する搬送手段と、前記現像ロータリーの回転を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記像形成手段が前記第１の画像の形成を終了してから前記第２の画像の形成を開始するまでの間に、前記現像ロータリーを回転させて前記現像器内のトナーを攪拌する攪拌動作を実行することを特徴としている。
【０００８】
また、この発明は、トナーを貯留する現像器および該現像器を保持しながら所定の回転軸中心に回転自在に構成された現像ロータリーを用いて、シート状の記録材の両面に前記トナーを用いた画像を形成する画像形成方法において、上記第１の目的を達成するため、前記記録材の第１面に転写すべき第１の画像を形成する工程と、前記現像ロータリーを回転させて前記現像器内のトナーを攪拌する工程と、前記記録材の第２面に転写すべき第２の画像を形成する工程と、前記記録材の第１面を所定の転写位置に搬送して前記第１の画像を転写した後に、前記記録材の第２面を前記転写位置に搬送して前記第２の画像を転写する工程とを備えることを特徴としている。
【０００９】
このように構成された発明では、記録材の第１面を転写位置まで搬送して第１の画像を転写し、次いで記録材を反転させその第２面を転写位置まで搬送するまでの間にある程度の時間を要する。つまり、第１面に転写すべき第１の画像の形成を終了してから第２面に転写すべき第２の画像の形成を開始するまでの間に、記録材の反転に要する時間に対応する待ち時間が不可避的に発生する。そこで、この間に現像ロータリーの回転による現像器内トナーの攪拌を行うようにすれば、攪拌動作に伴うスループットの低下は発生せず、しかもトナー攪拌による画像品質の維持効果を得ることができる。
【００１０】
本発明は、複数枚の前記記録材それぞれの両面に画像を形成するときに、第１の記録材の第１面、第１の記録材の第２面、第２の記録材の第１面、第２の記録材の第２面をこの順序で前記転写位置に送り込む一方、第１の記録材の第１面、第１の記録材の第２面、第２の記録材の第１面、第２の記録材の第２面に転写すべき画像をこの順序で形成するように構成された画像形成装置において特に顕著な効果を奏する。特に、装置の小型化を図るという本発明の第２の目的を達成する上で、このような構成とすることは大きな利点がある。その理由は以下の通りである。
【００１１】
記録材の両面に画像を形成する従来の画像形成装置の中には、記録材の反転のための待ち時間を解消するために画像を形成する順序を入れ替えているものがある。例えば、第１の記録材の第１面に転写すべき画像を形成した後に、第２の記録材の第２面に転写すべき画像を形成し、さらにその後で第１の記録材の第２面に転写すべき画像を形成するような動作シーケンス（以下、「従来シーケンス」という）を実行する装置がある。このような装置では、記録材の反転のための待ち時間を有効に利用することでスループットの低下を抑えることができるが、その構成上、２面分の画像を一時的に担持しておく転写媒体および２つの記録材を同時に搬送するための経路を必要とするため装置の小型化が難しい。これに対して、本発明の順序で画像を形成する場合には、形成された画像を順次記録材に転写してゆけばよいので、大型の転写媒体や搬送経路を必要とせず、装置の小型化を図る上で有利となる。
【００１２】
特に、前記第１の記録材の前記第２面に転写すべき画像の形成が終了してから前記第２の記録材の前記第１面に転写すべき画像の形成が開始されるまでの時間が、前記第１の記録材の前記第１面に転写すべき画像の形成が終了してから前記第１の記録材の前記第２面に転写すべき画像の形成が開始されるまでの時間よりも短くなるように、前記像形成手段の動作シーケンスを定めれば、画像形成のスループットをより向上させることができる。同一の記録材の両面を順次転写位置に送り込む場合にはある程度の空き時間が発生するのに対し、第１の記録材と第２の記録材とを続けて転写位置に送り込むことは比較的容易に達成できるからである。
【００１３】
また、この発明によれば、現像ロータリーの回転によりトナー攪拌が実現されるので、現像器をその内部にトナーを攪拌するためのオーガを設けないオーガレス構造とすることができ、さらに装置の小型化を図ることができる。
【００１４】
なお、待ち時間が発生する度に、攪拌動作を毎回行う必要はなく、例えば、画像形成枚数が所定枚数に達したときに、前記攪拌動作を実行するようにしてもよい。この場合において、トナー攪拌を行うべきタイミングが、１枚の記録材の第２面に転写すべき画像の形成を終了し、次の記録材の第１面に転写すべき画像の形成を開始する前であった時には、そのタイミングでは攪拌動作を行わず、当該次の記録材の第１面に転写すべき画像の形成を終了してから現像ロータリーを回転させるようにすれば、攪拌動作に伴うスループットの低下を防止することができる。
【００１５】
また、例えば、複数枚の前記記録材それぞれの両面への画像を形成するジョブを実行するときには、当該ジョブにおける最後の１枚の記録材の第１面に転写すべき画像の形成を終了してから該記録材の第２面に転写すべき画像の形成を開始するまでの間に、前記攪拌動作を実行するようにしてもよい。こうすることで、次のジョブにおいて形成される画像の品質を良好に保つことができる。また、引き続き次のジョブを実行する際の待ち時間を短縮することができる。なお、この効果は、上記した従来シーケンスを実行する装置においても奏される。というのは、従来シーケンスにおいても、最後の１枚の記録材については、その両面に画像を転写する間に待ち時間が発生するからである。
【００１６】
また、画像形成装置が、互いにトナー色の異なる複数の前記現像器を前記現像ロータリーに装着し、前記現像ロータリーの回転により前記複数の現像器を切り替えながら複数のトナー色によるカラー画像を形成するカラー画像形成モードと、少なくとも１つの前記現像器を前記現像ロータリーに装着して当該現像器に貯留されたトナーによるモノクロ画像を形成するモノクロ画像形成モードとを実行可能に構成されている場合には、前記カラー画像形成モードの実行中には前記攪拌動作を実行しない一方、前記モノクロ画像形成モードの実行中には、必要に応じて前記攪拌動作を実行するのが好ましい。カラー画像を形成する際には、現像器の切り替えのために必然的に現像ロータリーが回転されて現像器内のトナーが攪拌されるので、さらに攪拌動作を行う必要はない。一方、モノクロ画像を形成する場合には、現像器の切り替えが行われないので、所定のタイミングで攪拌動作を行うことで、画像品質を良好に保つことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
図１はこの発明にかかる画像形成装置の一実施形態を示す図である。また、図２は図１の画像形成装置の電気的構成を示すブロック図である。この装置は、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｋ）の４色のトナー（現像剤）を重ね合わせてフルカラー画像を形成したり、ブラック（Ｋ）のトナーのみを用いてモノクロ画像を形成する画像形成装置である。この画像形成装置１では、ホストコンピュータなどの外部装置から画像信号がメインコントローラ１１に与えられると、このメインコントローラ１１からの指令に応じて、本発明の「制御手段」として機能するエンジンコントローラ１０がエンジン部ＥＧ各部を制御して所定の画像形成動作を実行し、シートＳに画像信号に対応する画像を形成する。
【００１８】
このエンジン部ＥＧでは、感光体２２が図１の矢印方向Ｄ1に回転自在に設けられている。また、この感光体２２の周りにその回転方向Ｄ1に沿って、帯電ユニット２３、ロータリー現像ユニット４およびクリーニング部２５がそれぞれ配置されている。帯電ユニット２３は所定の帯電バイアスを印加されており、感光体２２の外周面を所定の表面電位に均一に帯電させる。クリーニング部２５は一次転写後に感光体２２の表面に残留付着したトナーを除去し、内部に設けられた廃トナータンクに回収する。これらの感光体２２、帯電ユニット２３およびクリーニング部２５は一体的に感光体カートリッジ２を構成しており、この感光体カートリッジ２は一体として装置本体に対し着脱自在となっている。
【００１９】
そして、この帯電ユニット２３によって帯電された感光体２２の外周面に向けて露光ユニット６から光ビームＬが照射される。この露光ユニット６は、外部装置から与えられた画像信号に応じて光ビームＬを感光体２２上に露光して画像信号に対応する静電潜像を形成する。
【００２０】
こうして形成された静電潜像は現像ユニット４によってトナー現像される。すなわち、この実施形態では、現像ユニット４は、図１紙面に直交する回転軸中心に図１の矢印方向Ｄ4に回転自在に設けられた支持フレーム４０、支持フレーム４０に対して着脱自在のカートリッジとして構成されてそれぞれの色のトナーを内蔵するイエロー用の現像器４Ｙ、シアン用の現像器４Ｃ、マゼンタ用の現像器４Ｍ、およびブラック用の現像器４Ｋを備えている。この現像ユニット４は、エンジンコントローラ１０により制御されている。そして、このエンジンコントローラ１０からの制御指令に基づいて、現像ユニット４が回転駆動されるとともにこれらの現像器４Ｙ、４Ｃ、４Ｍ、４Ｋが選択的に感光体２２と当接してまたは所定のギャップを隔てて対向する所定の現像位置に位置決めされると、当該現像器に設けられて選択された色の帯電トナーを担持するとともに所定の現像バイアスを印加された金属製の現像ローラ４４から感光体２２の表面にトナーを付与する。これによって、感光体２２上の静電潜像が選択トナー色で顕像化される。各現像器の構造については後に詳述する。
【００２１】
各現像器４Ｙ、４Ｃ、４Ｍ、４Ｋには、図２に示すように、当該現像器に関する情報を記憶するための不揮発性メモリ９１〜９４と、各メモリと電気的に接続された無線通信用アンテナ４９Ｙ，４９Ｃ，４９Ｍおよび４９Ｋとが設けられている。また、装置本体側においてロータリー現像ユニット４の外周部近傍には、トランスミッタ１０５を介してＣＰＵ１０１と接続された無線通信用アンテナ１０９が設けられている。そして、各現像器に設けられたアンテナ４９Ｙ、４９Ｃ、４９Ｍ、４９Ｋのうち必要に応じて選択された１つが本体側に設けられたアンテナ１０９とが近接配置されるようにロータリー現像ユニット４が位置決めされると、エンジンコントローラ１０のＣＰＵ１０１とメモリ９１〜９４との間で無線通信が行われる。こうすることで、各現像器に関する情報がＣＰＵ１０１に伝達されるとともに、各メモリ９１〜９４内の情報が更新記憶される。
【００２２】
上記のようにして現像ユニット４で現像されたトナー像は、一次転写領域ＴＲ1で転写ユニット７の中間転写ベルト７１上に一次転写される。転写ユニット７は、複数のローラ７２〜７５に掛け渡された中間転写ベルト７１と、ローラ７３を回転駆動することで中間転写ベルト７１を所定の回転方向Ｄ2に回転させる駆動部（図示省略）とを備えている。そして、カラー画像をシートＳに転写する場合には、感光体２２上に形成される各色のトナー像を中間転写ベルト７１上に重ね合わせてカラー画像を形成するとともに、カセット８から１枚ずつ取り出され搬送経路ＦＦに沿って二次転写領域ＴＲ2まで搬送されてくるシートＳ上にカラー画像を二次転写する。
【００２３】
このとき、中間転写ベルト７１上の画像をシートＳ上の所定位置に正しく転写するため、二次転写領域ＴＲ2にシートＳを送り込むタイミングが管理されている。具体的には、搬送経路Ｆ上において二次転写領域ＴＲ2の手前側にゲートローラ８１が設けられており、中間転写ベルト７１の周回移動のタイミングに合わせてゲートローラ８１が回転することにより、シートＳが所定のタイミングで二次転写領域ＴＲ2に送り込まれる。
【００２４】
また、こうしてカラー画像が形成されたシートＳは定着ユニット９、排出前ローラ８２および排出ローラ８３を経由して装置本体の上面部に設けられた排出トレイ部８９に搬送される。また、シートＳの両面に画像を形成する場合には、上記のようにして片面に画像を形成されたシートＳの後端部が排出前ローラ８２後方の反転位置ＰＲまで搬送されてきた時点で排出ローラ８３の回転方向を反転し、これによりシートＳは反転搬送経路ＦＲに沿って矢印Ｄ3方向に搬送される。そして、ゲートローラ８１の手前で再び搬送経路ＦＦに乗せられるが、このとき、二次転写領域ＴＲ2において中間転写ベルト７１と当接し画像を転写されるシートＳの面は、先に画像が転写された面とは反対の面である。このようにして、シートＳの両面に画像を形成することができる。
【００２５】
また、この装置は、図２に示すように、メインコントローラ１１のＣＰＵ１１１により制御される表示部１２を備えている。この表示部１２は、例えば液晶ディスプレイにより構成され、ＣＰＵ１１１からの制御指令に応じて、ユーザへの操作案内や画像形成動作の進行状況、さらに装置の異常発生やいずれかのユニットの交換時期などを知らせるための所定のメッセージを表示する。
【００２６】
なお、図２において、符号１１３はホストコンピュータなどの外部装置よりインターフェース１１２を介して与えられた画像を記憶するためにメインコントローラ１１に設けられた画像メモリである。また、符号１０６はＣＰＵ１０１が実行する演算プログラムやエンジン部ＥＧを制御するための制御データなどを記憶するためのＲＯＭ、また符号１０７はＣＰＵ１０１における演算結果やその他のデータを一時的に記憶するＲＡＭである。
【００２７】
また、ローラ７５の近傍には、クリーナ７６が配置されている。このクリーナ７６は図示を省略する電磁クラッチによってローラ７５に対して近接・離間移動可能となっている。そして、ローラ７５側に移動した状態でクリーナ７６のブレードがローラ７５に掛け渡された中間転写ベルト７１の表面に当接し、二次転写後に中間転写ベルト７１の外周面に残留付着しているトナーを除去する。
【００２８】
さらに、ローラ７５の近傍には、濃度センサ６０が配置されている。この濃度センサ６０は、中間転写ベルト７１の表面に対向して設けられており、必要に応じ、中間転写ベルト７１の外周面に形成されるトナー像の画像濃度を測定する。そして、その測定結果に基づき、この装置では、画像品質に影響を与える装置各部の動作条件、例えば各現像器に与える現像バイアスや、露光ビームＬの強度、さらには装置の階調補正特性などの調整を行っている。
【００２９】
この濃度センサ６０は、例えば反射型フォトセンサを用いて、中間転写ベルト７１上の所定面積の領域の濃淡に対応した信号を出力するように構成されている。そして、ＣＰＵ１０１は、中間転写ベルト７１を周回移動させながらこの濃度センサ６０からの出力信号を定期的にサンプリングすることで、中間転写ベルト７１上のトナー像各部の画像濃度を検出することができる。
【００３０】
図３は現像器の構造を示す断面図である。各現像器４Ｙ、４Ｃ、４Ｍ、４Ｋはいずれも同一構造を有している。したがって、ここでは、現像器４Ｋの構成について図３を参照しながらさらに詳しく説明するが、その他の現像器４Ｙ、４Ｃ、４Ｍについてもその構造および機能は同じである。この現像器４Ｋでは、その内部にトナーＴを収容するハウジング４１に供給ローラ４３および現像ローラ４４が軸着されており、当該現像器４Ｋが現像位置に位置決めされると、現像ローラ４４が感光体２と当接してまたは所定のギャップを隔てて対向位置決めされるとともに、これらのローラ４３、４４が本体側に設けられた回転駆動部（図示省略）と係合されて所定の方向に回転する。この現像ローラ４４は、銅、アルミニウム、ステンレス等の金属または合金により円筒状に形成されている。そして、２つのローラ４３、４４が接触しながら回転することでトナーが現像ローラ４４の表面に擦り付けられて所定厚みのトナー層が現像ローラ４４表面に形成される。
【００３１】
また、この現像器４Ｋでは、現像ローラ４４の表面に形成されるトナー層の厚みを所定厚みに規制するための規制ブレード４５が配置されている。この規制ブレード４５は、ステンレスやリン青銅などの板状部材４５１と、板状部材４５１の先端部に取り付けられたゴムや樹脂部材などの弾性部材４５２とで構成されている。この板状部材４５１の後端部はハウジング４１に固着されており、図３の矢印に示す現像ローラ４４の回転方向において、板状部材４５１の先端部に取り付けられた弾性部材４５２が板状部材４５１の後端部よりも上流側に位置するように配設されている。そして、その弾性部材４５２が現像ローラ４４表面に弾性的に当接して現像ローラ４４の表面に形成されるトナー層を最終的に所定の厚みに規制する。
【００３２】
このようにして現像ローラ４４の表面に形成されたトナー層は、現像ローラ４４の回転によって順次、その表面に静電潜像が形成されている感光体２との対向位置に搬送される。そして、エンジンコントローラ１０からの現像バイアスが現像ローラ４４に印加されると、現像ローラ４４上に担持されたトナーは、感光体２の表面各部にその表面電位に応じて部分的に付着し、こうして感光体２上の静電潜像が当該トナー色のトナー像として顕像化される。
【００３３】
なお、この現像器４Ｋでは、ハウジング４１の内部が２つのチャンバ４７，４８に分割されている。つまり、現像器内ではトナーＴが両チャンバ４７，４８に振り分けられた状態で貯留されている。このため、ハウジング４１内に多量のトナーが貯留された状態においては、供給ローラ４３と現像ローラ４４との当接部分（以下、「供給位置」と称する）に過剰なトナーが供給されるのが防止される。また、ハウジング４１内のトナーが少量となったときには、ロータリー現像ユニット４の回転によってトナーがチャンバ４８側に集められて供給ローラ４３と現像ローラ４４との当接部分に供給される。その原理を図４を参照しながら説明する。
【００３４】
図４はロータリー現像ユニット４を示す断面図である。現像器４Ｋ内のトナーＴが少なくなった状態でロータリー現像ユニット４を矢印方向Ｄ4に回転させ、現像器４Ｋを図４に示す（ａ）、（ｂ）および（ｃ）の位置を順番に通過させると、ハウジング４１内のトナーＴが一箇所に寄せ集められ（図４（ａ）および（ｂ））、チャンバ４８に送り込まれる（図４（ｃ））。そして、現像器４Ｋが図４（ｄ）の位置に位置決めされると、現像器内のトナーは全てチャンバ４８に集められた状態となる。
【００３５】
また、現像器内に十分なトナーが貯留された状態であっても、画像形成動作を連続的に行うと、チャンバ４８内では現像ローラ４４から剥ぎ取られた劣化トナーの比率が増してくる。このような場合にロータリー現像ユニット４を回転させると、チャンバ４７に貯留されたフレッシュなトナーとチャンバ４８内のトナーとが混合・攪拌されて、ハウジング４１内のトナーを均質化させることができる。
【００３６】
このように、この実施形態では、ロータリー現像ユニット４を回転させることによって供給位置に供給されるトナーの量を安定化させるとともに、ハウジング４１内のトナーの均質化を図っている。しかも、この実施形態では、以下に詳述するように、トナーを攪拌することを目的としたロータリー現像ユニット４の回転動作を適宜のタイミングで実行するようにしている。そのため、この実施形態の現像器４Ｋ等では、現像器内のトナーを攪拌・移送するための機構（オーガ等）を設ける必要がなくなっており、この実施形態では、装置を小型かつ低コストに構成することができる。
【００３７】
次に、ロータリー現像ユニット４の回転によるトナーの攪拌動作について説明する。この実施形態では、カラー画像を形成するときの画像形成動作（カラー印刷モード）と、モノクロ画像を形成するときの画像形成動作（モノクロ印刷モード）との間で、ロータリー現像ユニット４の回転の態様が異なっている。これに起因して、トナー攪拌のためのロータリー現像ユニット４の回転動作も異なったものとなっている。
【００３８】
図５はカラー印刷モードを示すフローチャートである。画像形成動作が実行されていないときには、ロータリー現像ユニット４は所定のホームポジションに位置決め停止されている。このホームポジションでは、各現像器に設けられた現像ローラ４４がいずれも感光体２２から十分離間した位置にある。そして、メインコントローラ１１のインターフェース１１２を介して、カラー画像に対応する画像信号が与えられたとき、エンジンコントローラ１０に設けられたＣＰＵ１０１は、図５に示す画像形成動作を実行する。まず、ロータリー現像ユニット４を回転させ、ブラック現像器４Ｋを感光体２２と対向する現像位置（図１においてイエロー現像器４Ｙの位置）に位置決めする（ステップＳ１０１）。この状態で、画像信号に対応する画像の最初のページ、すなわち１枚目のシートＳの一方面に転写すべき１ページ分のブラック色画像を形成する（ステップＳ１０２）。
【００３９】
上記した単色画像の形成を、マゼンタ、シアンおよびイエローの各色について繰り返し行う（ステップＳ１０３，Ｓ１０４）。すなわち、現像ユニット４を９０度ずつ回転させて、マゼンタ現像器４Ｍ、シアン現像器４Ｃおよびイエロー現像器４Ｙを順番に現像位置に位置させて、それぞれのトナー色の画像を形成する。これにより、中間転写ベルト７１上には、ブラック、マゼンタ、シアンおよびイエローの各色が重ね合わされたフルカラー画像が１ページ分形成される。
【００４０】
こうして形成され中間転写ベルト７１に担持されたカラー画像が第２転写領域ＴＲ2まで搬送されてくるタイミングに合わせて、カセット８から１枚目のシートＳが第２転写領域ＴＲ2に搬送される。そして、第２転写領域ＴＲ2において、中間転写ベルト７１上のカラー画像がシートＳの一方面に転写される。シートＳ１は定着ユニット９（図１）に送られ画像が定着される。
【００４１】
ここで、シートＳ１の両面に画像を形成する必要があるときは（ステップＳ１０５）、シートＳを反転搬送経路ＦＲに送り込むとともに（ステップＳ１０６）、ステップＳ１０１ないしＳ１０４の動作を繰り返してシートＳの他方面に形成すべきカラー画像を形成する。反転搬送経路ＦＲを経由するシートＳの搬送と、カラー画像の形成とを併行して行うことによって、装置を効率よく動作させて画像形成のスループットを向上させることができる。そして、中間転写ベルト７１上のカラー画像が到達するタイミングに合わせてシートＳの他方面を二次転写領域ＴＲ2に送り込み、画像を転写する。これにより、１枚のシートＳの両面のそれぞれに所望の画像が形成される。また、シートＳの他方面に画像を形成する必要がない（片面印刷）場合には以下のステップＳ１０７に進む。
【００４２】
次のシートに形成すべき画像があるときには（ステップＳ１０７）、上記したステップＳ１０１ないしＳ１０６の動作を繰り返す一方、次の画像がなければ現像ユニット４をホームポジションに戻して画像形成動作を終了する。
【００４３】
このように、カラー印刷モードを実行するときには、シート一面分のカラー画像を形成する動作シーケンスにおいて現像器が順次切り替えられることによって、ロータリー現像ユニット４が１回転している。つまり、一面分の画像を形成する度に現像器内のトナーが攪拌されているので、この場合には特別にトナー攪拌のためのロータリー回転動作を行う必要はない。
【００４４】
一方、モノクロ印刷モードでは現像器の切り替えを必要としないので、複数枚の画像を連続的に形成する場合であっても基本的に現像ユニット４の回転は必要ない。しかしながら、この実施形態の現像器では内部にトナーを攪拌する機構を設けていないので、１つの現像器４Ｋを現像位置に位置決めしたまま多数枚の画像を形成した場合、チャンバ４８内におけるトナー残量が低下するとともに劣化トナーの比率が増大し、結果的に画像品質が変動するおそれがある。そこで、この実施形態では、連続的に多数枚のモノクロ画像を形成する場合には、所定のタイミングでロータリー回転によるトナー攪拌動作を実行して、画像品質の維持を図っている。
【００４５】
図６は片面モノクロ印刷モードを示すフローチャートである。各シートＳの一方面のみにそれぞれモノクロ画像を形成する片面モノクロ印刷モードでは、画像形成枚数が一定枚数に達したときに現像ユニット４の回転によるトナー攪拌動作を行う。片面モノクロ画像に対応する画像信号が与えられたとき、エンジンコントローラ１０は、まずロータリー現像ユニット４を回転させてブラック現像器４Ｋを現像位置に位置させ（ステップＳ２０１）、１ページ分のブラック色画像を形成する（ステップＳ２０２）。
【００４６】
ここで、トナー攪拌動作が必要であるかどうかを判断する（ステップＳ２０３）。ここでの判断基準は、先にトナー攪拌動作を行って以後の画像形成枚数が所定枚数（例えば１０枚）に達したかどうかである。すなわち、トナー攪拌動作後の画像形成枚数をカウントしておき、そのカウント値が所定枚数に達していればトナー攪拌動作が必要と判断する一方、画像形成枚数が所定枚数に満たなければトナー攪拌動作は不要と判断する。なお、先のトナー攪拌動作実行後、現像ユニット４がいったんホームポジションに戻されていた場合には、その回転動作による攪拌効果が期待できるので、画像形成枚数のカウントをリセットするようにしてもよい。
【００４７】
攪拌動作が必要と判断されたときには、続いてロータリー現像ユニット４を１回転させ、現像器内のトナーを攪拌する（ステップＳ２０３）。一方、不要と判断されたときにはこのステップを省略する。
【００４８】
そして、次に形成すべき画像があるか否かを判断し（ステップＳ２０５）、つぎの画像がある場合には上記したステップＳ２０２ないしＳ２０４を繰り返して必要枚数の画像を形成する一方、次の画像がなければ現像ユニット４をホームポジションに戻して画像形成動作を終了する（ステップＳ２０６）。なお、ホームポジションへのロータリー現像ユニット４の移動は、１回転以上の現像ユニット４の回転を伴うものであることが望ましい。こうすることで、装置はトナーが攪拌された状態で待機状態に移行することとなるので、次に形成される画像の品質を良好に保つことができる。
【００４９】
このように、片面モノクロ印刷モードでは、一定の画像形成枚数ごとにロータリー現像ユニット４を回転させて、現像器内のトナーの攪拌動作を行っている。こうすることで、画像品質の変動を抑えることができる。なお、トナー攪拌動作を行う頻度は、画像品質の観点からはできるだけ多い方がよいが、攪拌動作の間は画像形成が中断されることとなるので、あまり多くしすぎると画像形成のスループットが低下してしまう。したがって、その頻度は、画像品質の変動が目立たない範囲でできるだけ低くすることが望ましい。
【００５０】
図７は両面モノクロ印刷モードを示すフローチャートである。各シートＳの両面にそれぞれモノクロ画像を形成する両面モノクロ印刷モードでは、画像形成枚数が一定枚数に達したときであって、１枚のシートの第１面に転写すべき画像の形成と第２面に転写すべき画像の形成との間にトナー攪拌動作を行う。両面モノクロ画像に対応する画像信号が与えられたとき、エンジンコントローラ１０は、ロータリー現像ユニット４を回転させてブラック現像器４Ｋを現像位置に位置決めし（ステップＳ３０１）、１ページ分のモノクロ画像を形成する（ステップＳ３０２）。こうして形成した画像については、二次転写領域ＴＲ2においてシートＳに転写する。シートＳは定着ユニット９（図１）に送られ画像が定着された後、もう一方の面にも画像を形成すべく反転搬送経路ＦＲに送り込まれる（ステップＳ３０３）。
【００５１】
次に、現像ユニット４の回転によるトナー攪拌動作が必要か否かを判断する（ステップＳ３０３）。ここで、攪拌動作が必要と判断したときには続いて現像ユニット４を１回転させるが（ステップＳ３０５）、不要と判断したときにはこのステップを省略する。
【００５２】
続いて、１枚目のシートの第２面、つまり先に画像を転写された面とは反対の面に転写すべき画像を形成する（ステップＳ３０６）。こうして形成した画像については、反転搬送経路ＦＲを経て再び二次転写領域ＴＲ2に搬送されてきたシートＳの他方面に転写する。そして、次のシートに形成すべき画像があるときには（ステップＳ３０７）、引き続き上記したステップＳ３０２ないしＳ３０６の動作を繰り返し実行することによって、必要枚数の画像を形成する。一方、続いて形成すべき画像がなければ、現像ユニット４をホームポジションに戻し画像形成動作を終了する（ステップＳ３０８）。
【００５３】
このように、この実施形態の両面モノクロ印刷モードでは、１枚のシートの第１面に転写すべき画像を形成してから、その第２面に転写すべき画像を形成するまでの間に、現像ユニット４の回転によるトナー攪拌動作が行われるように、両面モノクロ印刷モードの動作シーケンスが構成されている。このようにする理由について、図８および図９を参照しながら説明する。
【００５４】
図８はシート搬送の様子を模式的に示す図である。１枚のシートＳ１の両面に画像を形成する場合、図８（ａ）に示すように、まずシートＳ１の一方面Ｓ１ａが搬送経路ＦＦに沿って二次転写領域ＴＲ2に送り込まれる。次に、二次転写領域ＴＲ2を通過したシートＳ１は反転搬送経路ＦＲに沿って搬送される（図８（ｂ））。その後、シートＳ１の他方面Ｓ１ｂが二次転写領域ＴＲ2に送り込まれて中間転写ベルト７１から画像を転写される（図８（ｃ））。
【００５５】
このように、シートＳ１の一方面Ｓ１ａが二次転写領域ＴＲ2を通過してからもう一方の面Ｓ１ｂが二次転写領域ＴＲ2に到達するまでの間に、一定の空き時間が発生する。この空き時間は、シートＳ１の搬送速度および反転搬送経路ＦＲの長さによって決まるシートＳ１を反転させるのに必要な時間であり、この時間を短縮することは装置の構成上容易でない。一方、シートＳ１に続けてシートＳ２に画像を転写する場合を考えてみると、図８（ｄ）に示すよりも、先のシートＳ１が二次転写領域ＴＲ2を通過してから、上記空き時間よりも短い時間間隔で次のシートＳ２を二次転写領域ＴＲ2に送り込むことができる。
【００５６】
つまり、このような構成の画像形成装置では、２枚のシートを順次二次転写領域ＴＲ2に送り込む場合よりも、１枚のシートの両面を順次二次転写領域ＴＲ2に送り込む場合の方が空き時間が多くなってしまう。そこで、この実施形態では、この空き時間を活用してトナー攪拌動作を行うことによって、装置を効率よく動作させて画像形成のスループットを向上させるようにしている。
【００５７】
すなわち、１枚のシートに転写する画像を形成してから次のシートに転写する画像を形成するまでの間に現像ユニット４の回転動作を行ったのでは、両シートに転写すべき画像を連続的に形成することができるにもかかわらず、画像形成をいったん中断しなければならないこととなる。これに対して、１枚のシートの両面に転写すべき画像を形成する間に現像ユニット４を回転させるようにすれば、もともと短縮できない空き時間を有効に活用してトナーの攪拌動作を行うことができる。その結果、スループットの低下を防止しながら、画像品質の変動を効果的に抑制することが可能となる。
【００５８】
図９はトナー攪拌動作の実行タイミングを示すタイミングチャートである。ここでは、シート１枚についての動作シーケンスを実行する度に攪拌動作を実行した場合、つまり図７に示すステップＳ３０４における判断結果が常に「ＹＥＳ」である場合を例示している。しかしながら、通常はこれより低い頻度でトナー攪拌動作を実行すれば十分である。すなわち、図７に示すステップＳ３０４における判断は、片面モノクロ印刷モードの場合と同様に、画像形成枚数が所定枚数に達したときに「ＹＥＳ」となるような判断基準に基づき行われればよい。
【００５９】
ただし、複数枚のシートの両面に連続的に画像を形成するような印刷ジョブを実行する際には、少なくともその印刷ジョブにおける最後のシートに転写すべき２つの画像の形成の合間にトナー攪拌動作を行うようにするのが望ましい。すなわち、図７のステップＳ３０４において、直前のステップＳ３０２において形成した画像が当該ジョブの最後のシートの一方面に転写すべきものである場合には、トナー攪拌が必要と判断されるようにするのが望ましい。こうして印刷ジョブの終了直前にトナー攪拌動作を行っておくことによって、次のような効果が得られる。
【００６０】
すなわち、トナー攪拌が終了してから印刷ジョブが終了するので、現像ローラ４４に均質かつ十分な量のトナーが供給された状態で装置が待機状態に移行することとなり、次に実行される印刷ジョブを速やかに処理することができる。また、そうして形成される画像の品質も保たれる。特に、次に実行される印刷ジョブが上記した片面モノクロ印刷モードに対応したものであった場合には、スループットの低下を抑えることが可能となる。というのは、既にトナー攪拌動作が実行されているので、次にトナー攪拌動作を実行すべきタイミングが来るまでに形成することのできる画像の枚数を最大とすることができ、トナー攪拌動作の実行頻度を最小限に抑えることができるからである。
【００６１】
例えば、両面モノクロ印刷モードの実行後、間をおかずに片面モノクロ印刷モードを実行するような場合であっても、片面モノクロ印刷モードの実行中に実行すべきトナー攪拌動作の回数を最小限に抑えることができる。
【００６２】
上記のように構成された両面モノクロ印刷モードが実行されると、まず時刻ｔ0においてロータリー現像ユニット４の回転駆動が開始され、ブラック現像器４Ｋが現像位置に位置決めされる。そして、現像ローラ４４に現像バイアスが印加されて１ページ分のモノクロ画像が形成される。ここで形成される画像は、最初に二次転写領域ＴＲ2に送り込まれてくる１枚目のシートＳ１の一方面Ｓ１ａに転写すべき画像１Ａである。こうして形成された画像は一次転写領域ＴＲ1において中間転写ベルト７１に転写され、該ベルト７１の回転移動に伴って二次転写領域ＴＲ2に搬送されて、搬送経路ＦＦに沿って搬送されてきたシートＳ１の一方面Ｓ１ａに転写される（時刻ｔ1ないしｔ2）。先に説明した図８（ａ）の状態は、図９における時刻ｔ1に対応している。
【００６３】
その後、シートＳ１が反転搬送経路ＦＲを経て反転されその他方面Ｓ１ｂが二次転写領域ＴＲ2に搬送されてくる時刻ｔ4までの間には空き時間Δｔ1が生じる。この間の時刻ｔ3におけるシートＳ１の状態を表しているのが図８（ｂ）であり、時刻ｔ4におけるシートＳ１の状態を表しているのが図８（ｃ）である。
【００６４】
画像品質を安定させるために、中間転写ベルト７１は一定の回転速度で回転させておくことが望ましい。したがって、シートＳ１の他方面Ｓ１ｂに転写すべき画像１Ｂの中間転写ベルト７１への形成は、画像１Ａの形成後、この空き時間Δｔ1に相当する間隔を空けて行う必要がある。この間、現像器４Ｋは手待ちの状態となるので、この間を利用してロータリー現像ユニット４を１回転させ現像器４Ｋ内のトナーを攪拌する。こうして攪拌され均質化されたトナーを用いて画像１Ｂを形成する。
【００６５】
こうして形成された画像１Ｂは、二次転写領域ＴＲ2においてシートＳ１の他方面Ｓ１ｂに転写される（時刻ｔ4ないしｔ5）。図８（ｄ）は、時刻ｔ5におけるシートＳ１の状態を示している。このとき、図８（ｄ）に示すように、次のシートＳ２をシートＳ１に続けて二次転写領域ＴＲ2に送り込むことができる。シートＳ１が反転される搬送経路ＦＲと、カセット８から取り出されたシートが搬送される経路とが、二次転写領域ＴＲ2の直前まで交わらないように搬送経路が構成されているからである。
【００６６】
したがって、１枚目のシートＳ１の他方面Ｓ１ｂの後端部が二次転写領域ＴＲ2を通過する時刻ｔ5と、２枚目のシートＳ２の一方面Ｓ２ａが二次転写領域ＴＲ2に到達する時刻ｔ6との間の時間差Δｔ2は、前記した時間差Δｔ1よりもずっと小さくすることができる。そこで、この実施形態では、シートＳ１の他方面Ｓ１ｂに転写すべき画像１Ｂと、次のシートＳ２の一方面Ｓ２ａに転写すべき画像２Ａとを連続的に形成することで、画像形成のスループットを高めている。なお、図９の例では、画像１Ｂおよび画像２Ａの形成の間にいったん現像バイアスをオフにしているが、オン状態を継続するようにしてもよい。
【００６７】
こうして画像２Ａを形成した後、シートＳ２の他方面Ｓ２ｂに転写すべき画像２Ｂを形成するまでの間には、前記したと同じ理由で空き時間が生じる。こうして必須的に生じる空き時間の間にロータリー現像ユニット４を回転させトナー攪拌動作を行うことにより、画像形成のスループットを低下させることなく、画像品質を安定に維持することができる。また、３枚目のシートの一方面に転写すべき画像３Ａについては、画像２Ｂの形成に続けて形成することができる。
【００６８】
このように構成された画像形成装置に対して、従来の画像形成装置の中には、シートＳ１の一方面Ｓ１ａ、シートＳ２の一方面Ｓ２ａ、シートＳ１の他方面Ｓ１ｂおよびシートＳ２の他方面Ｓ２ｂをこの順番で二次転写領域へ送り込むように構成されたものがある。このように構成された装置においては、シートＳ１を反転させる空き時間の間に次のシートＳ２に転写すべき画像を形成することによって、空き時間の解消およびスループットの向上を図っている。しかしながら、このような構成とするためには、シート２面分の画像を一時的に担持することのできる転写媒体およびシート２枚を同時に搬送することのできる搬送経路を設ける必要があり、不可避的に装置は大型化してしまう。すなわち、このような構成は、小型化を要求される装置には適さない。
【００６９】
これに対して、動作シーケンスを前述したように構成すれば、転写媒体および搬送経路はシート１枚分のサイズに対応したものとすればよいので、スループットの低下および画像品質の変動を抑えながら、装置の小型化を図ることが可能となる。
【００７０】
以上のように、この実施形態の画像形成装置および画像形成方法では、その両面モノクロ印刷モードの動作シーケンスにおいて、１枚のシートの両面に転写すべき第１および第２の画像を形成する合間に、ロータリー現像ユニット４を回転させることによる現像器内のトナー攪拌動作を実行している。こうすることで、現像ローラ４４に一定量のトナーを安定して供給するとともに現像器内のトナーを均質化し、画像品質の変動を抑えることができる。また、現像ユニット４の回転はシート反転のために必須的に生じる空き時間を利用して行っているので、トナー攪拌動作を行うことによって画像形成のスループットが低下するのを防止することができる。
【００７１】
また、１枚のシートに形成すべき画像を順番に形成し、順次シートに転写する構成としているので、装置を小型に構成することが可能となる。具体的には、第１のシートの一方面に転写すべき画像、同シートの他方面に転写すべき画像、第２のシートの一方面に転写すべき画像をこの順番で形成するようにしている。そのため、中間転写ベルト７１は最大でシート１面分の画像を担持可能なサイズを有しておればよく、また搬送経路もシート１枚分を搬送可能な長さを有しておればよいので、装置を小型に構成することができる。
【００７２】
また、ロータリー現像ユニット４の回転によって現像器内のトナーを攪拌する構成としているので、各現像器内にトナーを攪拌するための機構を設ける必要がなく、各現像器およびそれを装着する画像形成装置全体をさらに小型かつ低コストに構成することができる。
【００７３】
また、両面モノクロ印刷モードにおいて、最後の画像を形成する前にトナー攪拌動作を行うことによって、続けて実行すべき印刷ジョブを遅滞なく行うことができる。特に、続けて実行すべき印刷ジョブが片面モノクロ印刷モードに対応するものであった場合には、その実行中に行うべきトナー攪拌動作の回数を最小とすることができる。このため、この実施形態では、複数の印刷ジョブを続けて行う場合においても、それらのジョブ全体における画像形成のスループットを向上させることができる。
【００７４】
以上説明したように、この実施形態の画像形成装置においては、エンジン部ＥＧが本発明の「像形成手段」として機能している。また、搬送経路ＦＦおよび反転搬送経路ＦＲを構成するゲートローラ８１およびその他のローラ８２，８３等が一体として本発明の「搬送手段」として機能している。さらに、ロータリー現像ユニット４の回転を制御するエンジンコントローラ１０が本発明の「制御手段」として機能している。また、この実施形態においては、二次転写領域ＴＲ2が本発明の「転写位置」に相当している。
【００７５】
なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。例えば、上記実施形態の画像形成装置は４色のトナー色に対応した現像器を装着した状態で使用されるものであるが、この種の装置では、複数装着可能な現像器のうち１つの現像器のみを装着してモノクロ画像のみを印刷する動作が可能となっているものがあり、このような動作をする装置においても本発明を有効に適用することができる。
【００７６】
また、上記実施形態では、画像形成枚数によってトナー攪拌動作を行うか否かを判断している。しかしながら、画像品質の変動は、現像器内のトナーが攪拌されないことのみによって起こるわけではなく、トナーの劣化や残量減少に起因しても生じる。例えば、トナーの残量が少なくなると、現像ローラ４４に供給されるトナー量自体が低下する。また、トナー残量は十分であっても、その中の劣化トナーの含有率が異常に高くなる場合もありうる。そこで、トナー残量が所定値を下回ったときや、現像器の使用時間が所定値に達したときなどに、トナー攪拌動作を実行するようにしてもよい。また、その実行頻度を装置の状況に応じて適宜変更するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】この発明にかかる画像形成装置の一実施形態を示す図。
【図２】図１の画像形成装置の電気的構成を示すブロック図。
【図３】現像器の構造を示す断面図。
【図４】ロータリー現像ユニットを示す断面図。
【図５】カラー印刷モードを示すフローチャート。
【図６】片面モノクロ印刷モードを示すフローチャート。
【図７】両面モノクロ印刷モードを示すフローチャート。
【図８】シート搬送の様子を模式的に示す図。
【図９】トナー攪拌動作の実行タイミングを示すタイミングチャート。
【符号の説明】
【００７８】
４…ロータリー現像ユニット（現像ロータリー）、  ４Ｃ，４Ｋ，４Ｍ，４Ｙ…現像器、  １０…エンジンコントローラ（制御手段）、  ２２…感光体、  ８１，８２，８３…ローラ（搬送手段）、  ＥＧ…エンジン部（像形成手段）、  Ｓ，Ｓ１，Ｓ２…シート（記録材）、  ＴＲ2…二次転写領域（転写位置）
【図１】
2006189622.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2006189622.tif 000006
【図５】
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【図６】
2006189622.tif 000008
【図７】
2006189622.tif 000009
【図８】
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【図９】
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